孫玉蘭
(中國(guó)鐵路國(guó)際有限公司 工程管理部,北京 100055)
中老鐵路項(xiàng)目是“一帶一路”、中老友誼標(biāo)志性工程。中老鐵路磨丁—萬(wàn)象段(簡(jiǎn)稱磨萬(wàn)鐵路)線路總長(zhǎng)422.441 km,設(shè)計(jì)最高運(yùn)營(yíng)時(shí)速160 km。該線路于2016 年 12 月 25 日開工,2021 年 12 月 3 日正式開通運(yùn)營(yíng),是“一帶一路”倡議提出后,中國(guó)鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、裝備制造、管理體系等全面“走出去”并開通運(yùn)營(yíng)的首條客貨混運(yùn)單線電氣化標(biāo)準(zhǔn)軌鐵路,其施工指標(biāo)的研究可為中國(guó)鐵路“走出去”后續(xù)項(xiàng)目提供參考。
目前,我國(guó)企業(yè)在境外新建并開通運(yùn)營(yíng)的代表性鐵路項(xiàng)目包括:坦贊鐵路[1-2]、沙特麥加輕軌鐵路、肯尼亞蒙內(nèi)鐵路[3]、巴基斯坦拉合爾軌道交通橙線以及磨萬(wàn)鐵路[4]等。多年來(lái),我國(guó)鐵路行業(yè)對(duì)境外鐵路合作項(xiàng)目進(jìn)行了多方面、多角度的解析、研究和思考[1-6],但對(duì)其項(xiàng)目進(jìn)度和工期的研究極少。
施工指標(biāo)是制定項(xiàng)目施工計(jì)劃、確定項(xiàng)目合理工期、確保兌現(xiàn)合同約定的重要工具。我國(guó)鐵路項(xiàng)目施工指標(biāo)一般執(zhí)行原中國(guó)鐵路總公司發(fā)布的Q/CR 9004—2018《鐵路工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》(簡(jiǎn)稱Q/CR 9004—2018)。該規(guī)范是在全面總結(jié)近年來(lái)我國(guó)鐵路建設(shè)實(shí)踐基礎(chǔ)上,以正常建設(shè)條件為前提,以合理、均衡組織施工為原則,剔除各種非正常因素影響,綜合我國(guó)鐵路施工管理、施工技術(shù)裝備水平、勞動(dòng)力、施工機(jī)具等資源的有效配置和優(yōu)化,根據(jù)施工技術(shù)要求編制[7]。境外鐵路雖可參考Q/CR 9004—2018 提供的施工指標(biāo),但受境外多種復(fù)雜因素影響,實(shí)際施工指標(biāo)與Q/CR 9004—2018 的差距暫不明確,項(xiàng)目進(jìn)度和工期管理潛在風(fēng)險(xiǎn)大。以磨萬(wàn)鐵路項(xiàng)目為依托,研究歸納隧道工期綜合指標(biāo)和進(jìn)度單項(xiàng)指標(biāo),并對(duì)2項(xiàng)關(guān)鍵施工指標(biāo)進(jìn)行分析。
磨萬(wàn)鐵路橫跨老撾北部山區(qū)和丘陵地帶,部分線路經(jīng)過(guò)原始森林無(wú)人區(qū),沿線穿越主要褶皺21 處、長(zhǎng)大斷裂約30處,斷層破碎帶49處、向斜10處、背斜5處,地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)復(fù)雜。基于減災(zāi)、環(huán)保等理念,全線設(shè)隧道75座/197 km,占線路總長(zhǎng)約47%。該線路地質(zhì)復(fù)雜、施工組織困難、高風(fēng)險(xiǎn)隧道多,例如:鹽巖高侵蝕隧道——友誼隧道[8-10];巖溶隧道——萬(wàn)榮隧道;高地應(yīng)力軟巖變形隧道——會(huì)福萊隧道[11-12];富水破碎圍巖隧道——福格村隧道、普亞村1號(hào)隧道、南村隧道、相嫩3 號(hào)隧道、卡西隧道等;進(jìn)出口都位于無(wú)人區(qū)的隧道——森村隧道。該線路隧道圍巖較差,全線隧道無(wú)Ⅱ級(jí)圍巖,圍巖級(jí)別比例為Ⅲ級(jí)∶Ⅳ級(jí)∶Ⅴ級(jí)=1∶6∶3。隧道工程計(jì)劃工期42個(gè)月零4日,占施工組織關(guān)鍵線路總長(zhǎng)約70%。因此,隧道施工是項(xiàng)目管理的關(guān)鍵,也是實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)施工目標(biāo)的極重要環(huán)節(jié)。
磨萬(wàn)鐵路隧道工程施工由中國(guó)中鐵股份有限公司和中國(guó)電力建設(shè)集團(tuán)有限公司下屬施工局承擔(dān)。項(xiàng)目采用鉆爆法(無(wú)軌運(yùn)輸)施工,施工機(jī)械主要為基本常規(guī)配置,部分為“高配”,但與Q/CR 9226—2015《鐵路隧道工程施工機(jī)械配置技術(shù)規(guī)程》相差甚遠(yuǎn)?,F(xiàn)場(chǎng)僅通風(fēng)和排水設(shè)施為“高配”,部分隧道調(diào)配共用地質(zhì)雷達(dá)、隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)(TSP)、常規(guī)超前探孔與管棚鉆孔共用(MK-5)、多功能鉆機(jī)(C6)和濕噴機(jī)械手,實(shí)際利用率不高。
在磨萬(wàn)鐵路75 座隧道中,共設(shè)209 個(gè)作業(yè)面、21座斜井、14座橫洞、6座平行導(dǎo)坑,實(shí)際工期為2017年2 月 26 日—2021 年 6 月 27 日,總工期 51 個(gè)月 27 天,共1 582 日歷天。隧道工程指標(biāo)以建設(shè)實(shí)踐為基礎(chǔ),現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際建設(shè)條件為前提,可真實(shí)反映施工情況和干擾因素,體現(xiàn)我國(guó)企業(yè)在境外施工管理的實(shí)際水平。
利用數(shù)據(jù)分析散點(diǎn)圖能真實(shí)反映隧道工程的計(jì)劃工期(Tp)和實(shí)際工期(T)數(shù)據(jù)分布特點(diǎn),通過(guò)趨勢(shì)線揭示出磨萬(wàn)鐵路隧道工期綜合指標(biāo)均值回歸趨勢(shì)。
3.1.1 單作業(yè)面隧道
磨萬(wàn)鐵路共有單作業(yè)面施工隧道29 座,其中,19 座隧道長(zhǎng)度L≤1 km、10 座隧道長(zhǎng)度 1 km<L≤2 km。單作業(yè)面施工隧道數(shù)據(jù)分析散點(diǎn)圖見圖1。
(1)L≤1 km。如圖1(a)所示,計(jì)劃工期9~21 個(gè)月,實(shí)際工期6.7~23.4個(gè)月,且主要集中在10~18個(gè)月,計(jì)劃工期與實(shí)際工期相差不大,2條趨勢(shì)線趨于重合。
圖1 單作業(yè)面施工隧道數(shù)據(jù)分析散點(diǎn)圖
(2)1 km<L≤2 km。如圖1(b)所示,計(jì)劃工期16~36個(gè)月,實(shí)際工期14.8~33.9個(gè)月,且主要集中在20~33個(gè)月,計(jì)劃工期與實(shí)際工期相差較大,2條趨勢(shì)線呈現(xiàn)大交叉狀。
3.1.2 雙作業(yè)面隧道
磨萬(wàn)鐵路共有雙作業(yè)面施工隧道23座,其中,11座隧道長(zhǎng)度L≤2 km、11 座隧道長(zhǎng)度2 km<L≤4 km、1 座隧道長(zhǎng)度4 km<L≤5 km。雙作業(yè)面施工隧道數(shù)據(jù)分析散點(diǎn)圖見圖2。
圖2 雙作業(yè)面施工隧道數(shù)據(jù)分析散點(diǎn)圖
(1)L≤2 km。如圖2(a)所示,計(jì)劃工期9~45個(gè)月,實(shí)際工期8.5~34.8 個(gè)月,且主要集中在15~35 個(gè)月,計(jì)劃工期與實(shí)際工期相差不大,2條趨勢(shì)線以較小角度相交。
(2) 2 km<L≤4 km。如圖2(b) 所示,計(jì)劃工期18.0~38.5 個(gè)月,實(shí)際工期22.2~47.0 個(gè)月,且主要集中在34~36 個(gè)月,計(jì)劃工期與實(shí)際工期相差較大,2條趨勢(shì)線間距逐漸縮小。
(3)4 km<L≤5 km。計(jì)劃工期22.0 個(gè)月,實(shí)際工期31.2個(gè)月,計(jì)劃工期與實(shí)際工期相差將近10個(gè)月。
3.1.3 多作業(yè)面隧道
磨萬(wàn)鐵路共有多作業(yè)面施工隧道24座,其中,13座隧道長(zhǎng)度L≤5 km、11 座隧道長(zhǎng)度L>5 km。多作業(yè)面施工隧道數(shù)據(jù)分析散點(diǎn)圖見圖3。
圖3 多作業(yè)面施工隧道數(shù)據(jù)分析散點(diǎn)圖
(1)L≤5 km。如圖3(a)所示,計(jì)劃工期16.0~45.1個(gè)月,實(shí)際工期29.9~52.7個(gè)月,且主要集中在35~37個(gè)月,計(jì)劃工期與實(shí)際工期相差較大,2條趨勢(shì)線相對(duì)平行。
(2)L>5 km。如圖3(b)所示,計(jì)劃工期30.7~45.1 個(gè)月,實(shí)際工期31.1~45.6 個(gè)月,且主要集中在37~45 個(gè)月,計(jì)劃工期與實(shí)際工期相差不大,2 條趨勢(shì)線以較小角度相交。
在項(xiàng)目施工組織設(shè)計(jì)編制之初,參照Q/CR 9004—2018 并結(jié)合磨萬(wàn)鐵路隧道工程潛在風(fēng)險(xiǎn),選取磨萬(wàn)鐵路隧道工程計(jì)劃進(jìn)度指標(biāo)(見表1),根據(jù)每座隧道圍巖實(shí)際,計(jì)算每座隧道各種工區(qū)的加權(quán)平均計(jì)劃進(jìn)度指標(biāo)(Vp);根據(jù)每座隧道各作業(yè)面實(shí)際進(jìn)度,計(jì)算每座隧道各種工區(qū)的加權(quán)平均實(shí)際進(jìn)度指標(biāo)(V)。利用數(shù)據(jù)分析散點(diǎn)圖,對(duì)2組數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),通過(guò)趨勢(shì)線分析各工區(qū)進(jìn)度單項(xiàng)指標(biāo)均值回歸情況。
表1 中老鐵路磨萬(wàn)段隧道工程計(jì)劃進(jìn)度指標(biāo) 延米/月
3.2.1 正洞
(1)正洞工區(qū)。磨萬(wàn)鐵路隧道軌面以上有效凈空面積42.06 m2,加權(quán)平均計(jì)劃進(jìn)度指標(biāo)45~95延米/月,加權(quán)平均實(shí)際進(jìn)度指標(biāo)8~118 延米/月,且主要集中在45~60 延米/月,11 座隧道進(jìn)度指標(biāo)達(dá)標(biāo),達(dá)標(biāo)率14.5%。2 條趨勢(shì)線大致平行、間距較大。隧道正洞工區(qū)進(jìn)度指標(biāo)散點(diǎn)圖見圖4(a)。
圖4 隧道正洞進(jìn)度指標(biāo)散點(diǎn)圖
(2)斜井工區(qū)。磨萬(wàn)鐵路14 座隧道設(shè)有正洞斜井工區(qū),共計(jì)42 個(gè)斜井作業(yè)面,施工總長(zhǎng)度38.935 km。各斜井加權(quán)平均計(jì)劃進(jìn)度指標(biāo)37~88延米/月,加權(quán)平均實(shí)際進(jìn)度指標(biāo)25~92延米/月,且主要集中在60~70延米/月,10處正洞斜井進(jìn)度指標(biāo)達(dá)標(biāo),達(dá)標(biāo)率71.4%。2條趨勢(shì)線間距較小、趨于相交。隧道正洞斜井工區(qū)進(jìn)度指標(biāo)散點(diǎn)圖見圖4(b)。
3.2.2 輔助坑道
(1)斜井。磨萬(wàn)鐵路隧道共設(shè)斜井21 座,總長(zhǎng)15.15 km。各斜井加權(quán)平均計(jì)劃進(jìn)度指標(biāo)47~96延米/月,加權(quán)平均實(shí)際進(jìn)度指標(biāo)48~131延米/月,且主要集中在70~80 延米/月,8 座斜井進(jìn)度指標(biāo)達(dá)標(biāo),達(dá)標(biāo)率為38.1%。2條趨勢(shì)線間距很小,并以較小角度相交。隧道輔助坑道斜井進(jìn)度指標(biāo)散點(diǎn)圖見圖5(a)。
(2)平行導(dǎo)坑、橫洞。磨萬(wàn)鐵路隧道共設(shè)平行導(dǎo)坑6 座、橫洞14 座,總長(zhǎng)19.32 km。各坑道加權(quán)平均計(jì)劃進(jìn)度指標(biāo)35~95 延米/月,加權(quán)平均實(shí)際進(jìn)度指標(biāo)20~112 延米/月,且主要集中在65~90 延米/月,9 座輔助坑道進(jìn)度指標(biāo)達(dá)標(biāo),達(dá)標(biāo)率為45%。2 條趨勢(shì)線間距逐漸縮小,并以較小角度在斜井坑道長(zhǎng)度約3.7 km處相交。隧道輔助坑道平行導(dǎo)坑、橫洞進(jìn)度指標(biāo)散點(diǎn)圖見圖5(b)。
圖5 隧道輔助坑道進(jìn)度指標(biāo)散點(diǎn)圖
針對(duì)努瓦山、福格村、會(huì)福萊等14座控制性隧道工程正洞開挖進(jìn)度單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析(見圖6),結(jié)果如下:
圖6 控制工程各圍巖進(jìn)度指標(biāo)散點(diǎn)圖
(1)Ⅲ級(jí)圍巖實(shí)際進(jìn)度指標(biāo)介于33~103 延米/月,集中在50~90延米/月。
(2)Ⅳ級(jí)圍巖實(shí)際進(jìn)度指標(biāo)介于29~90 延米/月,集中在48~60延米/月。
(3)V 級(jí)圍巖實(shí)際進(jìn)度指標(biāo)介于18~47 延米/月,集中在35延米/月左右。
將中老鐵路磨萬(wàn)段隧道工期綜合指標(biāo)與代表我國(guó)施工平均先進(jìn)水平的Q/CR 9004—2018 進(jìn)行對(duì)比(見表2、圖7);再將加權(quán)平均進(jìn)度指標(biāo)與Q/CR 9004—2018進(jìn)行對(duì)比(見表3、圖8)。
圖8 隧道加權(quán)平均進(jìn)度指標(biāo)對(duì)比
表3 磨萬(wàn)鐵路隧道加權(quán)平均進(jìn)度指標(biāo)對(duì)比 延米/月
圖7 隧道工期綜合指標(biāo)對(duì)比
表2 隧道工期綜合指標(biāo)對(duì)比 月/座
通過(guò)指標(biāo)成果分析可知,磨萬(wàn)鐵路隧道工期綜合指標(biāo)偏大、單項(xiàng)指標(biāo)偏小,主要原因如下:
(1)Q/CR 9004—2018 是以正常建設(shè)條件為前提,剔除了各種非正常因素影響,進(jìn)度指標(biāo)僅適用于一般地質(zhì)條件;而中老鐵路磨萬(wàn)段地質(zhì)災(zāi)害多、圍巖級(jí)別差,非正常因素影響較大;
(2)磨萬(wàn)鐵路屬境外作業(yè),需要施工隊(duì)伍、資源跨境調(diào)配,重大技術(shù)難題依賴我國(guó)專家跨境指導(dǎo),解決問(wèn)題周期相對(duì)較長(zhǎng);
(3)2020 年初新冠疫情爆發(fā),施工機(jī)械、材料進(jìn)出口受到一定程度影響。
基于對(duì)磨萬(wàn)鐵路隧道工程施工數(shù)據(jù)的研究,歸納分析我國(guó)施工隊(duì)伍常規(guī)機(jī)械裝備條件下的境外隧道工程主要施工指標(biāo)。對(duì)磨萬(wàn)鐵路隧道工程施工指標(biāo)研究表明,后續(xù)“一帶一路”項(xiàng)目和其他境外合作項(xiàng)目可從施工指標(biāo)研究入手,深度剖析、及時(shí)總結(jié)、動(dòng)態(tài)調(diào)整、增強(qiáng)補(bǔ)短;應(yīng)熟悉項(xiàng)目所在國(guó)家的法律法規(guī)、政治人文、工業(yè)設(shè)施、交通運(yùn)輸?shù)惹闆r,加強(qiáng)利益方公共關(guān)系經(jīng)營(yíng),創(chuàng)造良好的施工環(huán)境;應(yīng)不斷提升勞工、物資、設(shè)備、機(jī)械等優(yōu)化配置水平,強(qiáng)化架子隊(duì)建設(shè),科學(xué)準(zhǔn)確調(diào)配國(guó)內(nèi)外資源和力量;應(yīng)進(jìn)一步提高企業(yè)施工組織和管理水平,高質(zhì)量、高效率地完成境外鐵路項(xiàng)目實(shí)施。